POLITECHNIKA RADOMSKA Im. Kazimierza Pułaskiego WYDZIAŁ TRANSPORTU		LABORATORIUM MIERNICTWA				Data:
Wykonał:		Grupa:		Zespół:		Rok akademicki:
Temat:	Metodyka opracowywania wyników pomiarowych.			Nr ćwiczenia:		Ocena i podpis prowadzącego:

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest wykorzystanie komputera z przetwornikami A/C i C/A do badania charakterystyk diod półprzewodnikowych.

2. Schemat połączeń stanowiska do badania charakterystyk elementów półprzewodnikowych:

3. Schemat badanego przez nas układu:

4. Tabela pomiarowa:

Lp.	UC/A	UA/C	UD	DUD	ID	dID	Uwagi:
	[V]	[V]	[V]	[%]	[A]	[%]
1	-10	-2,505	-7,495	0,289601	-0,02505	0,002046
2	-9,8	-2,52	-7,28	0,289433	-0,0252	0,002035
3	-9,6	-2,505	-7,095	0,291684	-0,02505	0,002046
4	-9,4	-2,49	-6,91	0,293995	-0,0249	0,002058
5	-9	-2,144	-6,856	0,328765	-0,02144	0,002375
6	-9,2	-2,344	-6,856	0,307658	-0,02344	0,00218
7	-8	-1,147	-6,853	0,53842	-0,01147	0,004382
8	-8,4	-1,548	-6,852	0,422521	-0,01548	0,003261
9	-8,6	-1,748	-6,852	0,384181	-0,01748	0,002895
10	-8,8	-1,948	-6,852	0,353492	-0,01948	0,002606
11	-7,8	-0,952	-6,848	0,629313	-0,00952	0,005271
12	-8,2	-1,353	-6,847	0,470525	-0,01353	0,003723
13	-7,6	-0,757	-6,843	0,766291	-0,00757	0,00662
14	-7,4	-0,562	-6,838	0,997247	-0,00562	0,008908
15	-7,2	-0,366	-6,834	1,475565	-0,00366	0,013669
16	-7	-0,171	-6,829	3,035405	-0,00171	0,029243
17	-6,8	-0,015	-6,785	33,44686	-0,00015	0,333334
18	-6,6	-0,01	-6,59	50,11576	-0,0001	0,5
19	-6,4	-0,01	-6,39	50,11813	-0,0001	0,5
20	-6,2	-0,01	-6,19	50,12065	-0,0001	0,5
21	-6	-0,01	-5,99	50,12333	-0,0001	0,5
22	-5,8	-0,01	-5,79	50,12621	-0,0001	0,5
23	-5,6	-0,01	-5,59	50,12929	-0,0001	0,5
24	-5,4	-0,01	-5,39	50,13259	-0,0001	0,5
25	-5,2	-0,01	-5,19	50,13615	-0,0001	0,5
26	-5	-0,01	-4,99	50,14	-0,0001	0,5
27	-4,8	-0,01	-4,79	50,14417	-0,0001	0,5
28	-4,6	-0,01	-4,59	50,1487	-0,0001	0,5
29	-4,4	-0,01	-4,39	50,15364	-0,0001	0,5
30	-4,2	-0,01	-4,19	50,15905	-0,0001	0,5
31	-4	-0,01	-3,99	50,165	-0,0001	0,5
32	-3,8	-0,01	-3,79	50,17158	-0,0001	0,5
33	-3,6	-0,01	-3,59	50,17889	-0,0001	0,5
34	-3,4	-0,01	-3,39	50,18706	-0,0001	0,5
35	-3,2	-0,01	-3,19	50,19625	-0,0001	0,5
36	-3	-0,01	-2,99	50,20667	-0,0001	0,5
37	-2,8	-0,01	-2,79	50,21857	-0,0001	0,5
38	-2,6	-0,005	-2,595	100,2323	-0,00005	1
39	-2,4	-0,01	-2,39	50,24833	-0,0001	0,5
40	-2,2	-0,01	-2,19	50,26727	-0,0001	0,5
41	-2	-0,01	-1,99	50,29	-0,0001	0,5
42	-1,8	-0,01	-1,79	50,31778	-0,0001	0,5
43	-1,6	-0,005	-1,595	100,3525	-0,00005	1
44	-1,4	-0,01	-1,39	50,39714	-0,0001	0,5
45	-1,2	-0,01	-1,19	50,45667	-0,0001	0,5
46	-1	-0,01	-0,99	50,54	-0,0001	0,5
47	-0,8	-0,01	-0,79	50,665	-0,0001	0,5
48	-0,6	-0,01	-0,59	50,87333	-0,0001	0,5
49	-0,4	-0,01	-0,39	51,29	-0,0001	0,5
50	-0,2	-0,01	-0,19	52,54	-0,0001	0,5
51	0	-0,005	0,005	#DZIEL/0!	-0,00005	1
52	-0,2	-0,01	-0,19	52,54	-0,0001	0,5
53	0,4	-0,01	0,41	51,29	-0,0001	0,5
54	0,6	-0,005	0,605	100,8733	-0,00005	1
55	0,8	0,103	0,697	5,519369	0,00103	0,048546
56	1	0,464	0,536	1,617586	0,00464	0,010785
57	1,2	0,464	0,736	1,534253	0,00464	0,010785
58	1,4	0,649	0,751	1,167559	0,00649	0,007717
59	1,6	0,845	0,755	0,944216	0,00845	0,005934
60	1,8	1,04	0,76	0,798547	0,0104	0,004828
61	2	1,235	0,765	0,694858	0,01235	0,004073
62	2,2	1,431	0,769	0,616679	0,01431	0,003523
63	2,4	1,626	0,774	0,555836	0,01626	0,003108
64	3	2,222	0,778	0,431689	0,02222	0,002295
65	2,6	1,821	0,779	0,506882	0,01821	0,002782
66	3,4	2,617	0,783	0,378117	0,02617	0,001963
67	3,2	2,417	0,783	0,403118	0,02417	0,002117
68	2,8	2,017	0,783	0,466464	0,02017	0,002519
69	3,6	2,813	0,787	0,356635	0,02813	0,001834
70	4,4	3,608	0,792	0,292217	0,03608	0,001458
71	4	3,208	0,792	0,32086	0,03208	0,001623
72	3,8	3,008	0,792	0,337802	0,03008	0,001722
73	4,8	4,004	0,796	0,269042	0,04004	0,001329
74	4,6	3,804	0,796	0,280136	0,03804	0,00139
75	4,2	3,403	0,797	0,305977	0,03403	0,001537
76	5	4,194	0,806	0,259218	0,04194	0,001276

5. Przykładowe obliczenia:

7. Wnioski:

Celem ćwiczenia było zbadanie charakterystyki przejściowej diody i wyliczenie błędów pomiaru. Do tego celu użyliśmy stanowiska z przetwornikami analogowo-cyfrowym i cyfrowo-analogowym, sterowanego komputerem. Dzięki temu pomiary miały charakter automatyczny i wymagały jedynie ustawienia parametrów badanego układu w programie sterującym.

Obliczając błędy pomiarowe, musiałem wziąć pod uwagę błędy wnoszone przez przyrządy pomiarowe - dwunastobitowe przetworniki A/C i C/A. Najmniejsza rozróżniana przez taki przetwornik wartość to ΔU=20V/2¹²=5 mV (ΔU to iloraz zakresu pomiarowego przetwornika i ilość rozróżnianych przez niego stanów). Jest to błąd kwantyzacji. Drugim błędem wprowadzanym przez przetworniki A/C i C/A jest błąd nieliniowości. Jest on zwykle podawany przez producenta przetwornika. W tym przypadku wyniósł on 0,02%. Zakładamy, że rezystancja wyjściowa przetwornika C/A jest pomijalnie mała, a rezystancja wejściowa przetwornika A/C jest nieskończenie duża - nie bierzemy więc poprawek na te wielkości. W układzie pomiarowym znajduje się także rezystor R o klasie 0,2%.

Obliczenia błędów oparłem o metodę różniczki zupełnej. Pozwala ona na określenie błędu wielkości mierzonych pośrednio, opisanych nawet skomplikowanymi zależnościami matematycznymi. Po znalezieniu odpowiednich pochodnych i wyliczeniu błędów okazało się, że największe błędy występują blisko zera przetworników A/C i C/A i przekraczają 100%. Wynika to z faktu, że wtedy błąd kwantyzacji przetwornika jest tego samego rzędu, co zmierzona wartość. Zauważyłem także, że nie można wyliczyć błędów dla U_C/A = 0, ponieważ U_C/A jest w mianowniku wzoru.

Podobnie jak w przypadku przyrządów analogowych, odczytów z mierników cyfrowych należy dokonywać w górnej części zakresu pomiarowego. Wtedy pomiar obarczony będzie najmniejszym błędem. Ponadto, należy używać przetworników o jak największej rozdzielczości i najmniejszej nieliniowości, dzięki czemu pomiary będą dokładniejsze.

1

1

---